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拒绝死亡的泥土

Hacker News2026年6月1日 15:11

15年来,塞巴斯蒂安·丰丹一直在尝试消灭泥土。这位生物化学家在法国国家农业、食品与环境研究院领导一个实验室,他想知道泥土释放了多少碳——完全没有生命的泥土。他的团队将泥土密封在罐子里,并用消毒的伽马射线照射。然后,他们等待泥土释放的二氧化碳——微生物呼吸的持续迹象——的下降。他们等待,等待,再等待:几周,然后几个月。在显微镜下,被辐照的泥土没有表现出生命的迹象,但它继续释放二氧化碳。泥土不会停止呼吸。丰丹的实验室重复了实验并得出了相同的结果。最后,他们确信自己没有处理实验装置的伪影,并着手寻找死泥土中的呼吸来源。现在,丰丹和他的同事们报告说,他们的土壤样本在六年内继续消耗氧气并释放二氧化碳。在2025年发表在《科学进展》上的论文中,他们提出一种推动 대부분 生命的代谢过程在活细胞之外也是可能的。他们的实验表明,这在泥土中如何运作,缺乏通常组织它的生命蛋白质。如果他们是对的,那么一些生化反应,例如释放富碳糖分子能量的反应,可能并不是生活所特有的。丰丹表示,这样的反应——当细胞执行时被称为代谢——甚至可能在地球生命出现之前就已经存在。实验表明了“当生物分子被放任自流时会发生什么,”渥太华大学的有机化学家约瑟夫·莫兰说,他没有参与这项研究。他补充说,他们发现生命的化学并不专属于生命。“这就是地质的化学。”活着的死者当丰丹意外发现这一点时,他正在试图建立无生命泥土中碳的基线。研究人员使用无菌注射器定期抽取一个密封罐中泥土的空气,并使用质谱仪测量其碳含量。在辐射消灭了泥土微生物后,碳排放率迅速下降,但没有消失。它在100天以上保持稳定。当他与其他研究人员分享结果时,他们建议他将其视为实验伪影——一个不值得深入挖掘的错误源——然后继续前进。但他做不到。他需要理解一种只在生物细胞中发生的代谢过程——一种需要多种分子和酶的精确协调化学反应序列——是否在无菌泥土中展开。为了看看到底发生了什么,他的团队添加了一小撮从酵母培养物中提取的酶。立刻,泥土的碳排放激增。他们推测,这是因为这些酶促使原本就正在发生的反应加速。然而,令人信服科学界的问题却是艰巨的。当丰丹将手稿提交给期刊出版时,一些审稿人“反应非常积极,而另一些则非常怀疑,尤其是关于泥土的无菌性,”他回忆道。2013年,结果发表在《生物地球科学》期刊上。尽管如此,丰丹仍然无法安心。面对严厉的评论,他决定明确证明他的辐照泥土样本保持无生物。接下来的十年里,他的实验室在不断尝试中削弱了这种执念。他们考虑了泥土并不真的死去的可能性,并尝试用更多的辐射、压力和热量来彻底消灭它。尽管如此,泥土仍然继续释放碳数月。通过电子显微镜,时任丰丹实验室研究生的贝尔纳·凯拉瓦尔在被辐照的泥土中发现了细胞。但染色显示没有RNA或DNA分子,表明这些细胞绝对是死亡的。当他们实验性地添加微生物以模拟污染时,这些细胞迅速重新进入泥土微观生态并释放出更多的二氧化碳。因此,他们在灭菌样本中观察到的结果可能并不是由于消毒步骤不充分。到2018年,当克莱门丁·布凯特加入实验室时,团队对其研究结果充满信心,并准备深入探讨其机制。脏电子六年来,布凯特和凯拉瓦尔研究了两组密封的、被辐照的泥土样本——一组是正常泥土,另一组则是添加了葡萄糖。142天内,他们定期采集空气样本,发现二氧化碳排放的日常速度下降但没有消失,和之前一样。然后样本在培养箱中放置了超过1000天,研究人员专注于他们其他关于微生物如何在泥土中处理和储存碳的实验。当他们在1606和2442天再次测量样本时,排放进一步减缓,但泥土仍在呼吸。添加葡萄糖的样本显示出更高的排放。

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